Производство стекла виды производства стекла и его обработки. Стекло - особенности производства

Производство стекла осуществляется несколькими способами: 1. Горизонтальный способ производства стекла, выполняется на расплаве металла. В 1959 английская фирма «Pilkington» разработала варианты производства листового стекла. Согласно этим разработкам, лента стекла формируется на расплавленном олове.

    Производство стекла осуществляется несколькими способами:

    1. Горизонтальный способ производства стекла, выполняется на расплаве металла. В 1959 английская фирма «Pilkington» разработала варианты производства листового стекла. Согласно этим разработкам, лента стекла формируется на расплавленном олове. Таким способом производится термически-полированное и флоат-стекло. Отличительными особенностями полированного или флоат-стекла марки М1-М4 являются: высокая светопропускающая способность на уровне 89-90%, прекрасные оптические свойства, благодаря которым исключается искажение изображения, а также глянцевая поверхность. Именно такое стекло сейчас широко используется в производстве современных стеклопакетов, в том числе многослойных. Ширина листов стекла может быть разной, от 3 до 19 мм. Стекло, толщина которого превышает 8 миллиметров, чаще всего других используется для производства витрин.

    2. Способ вертикального вытягивания. Этот способ используется при производстве стекла "тянутого" толщиной от 2 до 12 мм, БВВС и ВВС. Метод вертикального вытягивания заключается в том, что из стекловаренной печи извлекается вязкая стеклянная масса и интенсивно охлаждается в холодильниках, после чего, при помощи специальных машин, вытягивается в непрерывные ленты. Известны два способа вытягивания – лодочный и безлодочный, ЛВВС, БВВС. При лодочном способе производства стекла форму в виде прямоугольного бруса, которая сделана из огнеупорного материала со сквозной продольной щелью, погружают в стекломассу. Стекломасса выдавливается над формой и сразу охлаждается с помощью водяных холодильников, которые установлены по обе стороны от нее, после чего вращающиеся валки машины оттягивают уже затвердевшую ленту стекла.

    При таком способе производства стекла поверхность ленты стекла получается неравномерной, так как образуется продольная полосность из-за продольной щели формы-лодочки. Безлодочное вертикальное вытягивание происходит без помощи форм, со свободной поверхности. Вязкость стекломассы регулируют с помощью водяных холодильников и экранирования узла формирования оградительными устройствами. По краям ленты устанавливают бортоформирующие ролики, с помощью которых формируются и удерживаются ее борта. При таком способе производства стекла поверхность ленты стекла получается более качественной, однако изменение температуры и химического состава стекломассы может привести к большим оптическим искажениям. Производство стекла виды производства стекла и его обработки в зависимости от его назначения: Для повышения механической прочности стекла для остекления окон, перегородок, витрин и т.д., листовое стекло закаляют в специальных печах по принципу разогрева-охлаждения, то есть производят стекло закаленное. Сначала стекло разогревают выше температуры размягчения и сразу же охлаждают струями холодного воздуха. Так как закаленное стекло нельзя подвергать никаким механическим действиям, то при необходимости перед закалкой в них делают вырезы, отверстия и обрабатывают кромки. Закаленное стекло в 5-6 раз прочнее обычного стекла, так как при охлаждении сперва затвердевает поверхность стекла, а затем уже внутренние слои, во время застывания которых, в верхней поверхности стекла возникают остаточные напряжения сжатия, которые и обеспечивают прочность.

    Стекло - особенности производства

    Стекло́ — вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, — универсальный в практике человека. Физико-химически — твёрдое тело, структурно — аморфно, изотропно; все виды стёкол при формировании преобразуются в агрегатном состоянии — от чрезвычайной вязкости жидкого до так называемого стеклообразного — в процессе остывания со скоростью, достаточной для предотвращения кристаллизации расплавов, получаемых плавлением сырья (шихты). Температура варки стёкол, от 300 до 2500 °C, определяется компонентами этих стеклообразующих расплавов (оксидами, фторидами, фосфатами и др.). Прозрачность (для видимого человеком спектра) не является общим свойством для всех видов существующих как в природе, так и в практике стёкол.

    Фульгурит

    Название этого материала в разных языках имеет разную этимологию. Романские языки (итал. vetro, фр. verre, исп. vidrio, порт. vidro) продолжают латинское название (лат. vitrum ). Исключением является румынский язык (рум. sticlă), который заимствовал название стекла из славянских. Латинское же vitrum происходит от пра-и.е. *k’woit- «светлый» (от него же и англ. white).

    Германские языки унаследовали слово для стекла (англ. glass, нем. Glas, голландск., датск., шведск. glas) из прагерм. *glasan ~ glazan, происходящего от пра-и.е. *g’hel- «блестеть, сиять».
    В славянских (рус. стекло, белор. шкло, укр. скло; ст.-слав. стькло, болг. стъкло, макед. стакло, сербохорв. стакло, словен. steklo; чеш. sklo, словацк. sklo, польск. — szkło) — по-видимому, заимствование из готск. stikls («кубок», «чаша», «рог», < прагерм. *stikkon — «втыкать, колоть», ср. англ. stick, с тем же значением).

    История термина

    О слове русского языка у В. И. Даля сказано: «Стекло́ ср., сткло юж. зап. и црк., сплавъ песку (кремнистаго) съ поташомъ; хим. кремнекислый натр, иногда калий, свинцовая окись». Старославянское — стькле, сткляно — стеклянное [море] (Апокалипсис — Откр; Апок 15, 2); древнерусское (с XI века) — стькло (существительное среднего рода второго типа склонения — по Н. Д. Русинову)[13]; «стёка — псковское, тверское наречие»[12].

    Любопытна пространственная аналогия метафоры Апокалипсиса с реальными стеклянными горами, которые именно таковыми «стали» совсем недавно, как можно понять из дальнейшего.

    Первоначально стеклом называли лишь всем известный и наиболее распространённый продукт стеклоделия, относимый с некоторых пор в научном обиходе к силикатным стёклам. Когда была установлена идентичность строения, состава и свойств стекла многим минералам, последние стали квалифицироваться как разновидности его природного аналога, именуясь в соответствии с условиями формирования: некристаллизовавшиеся производные быстро остывшей лавы — вулканическим стеклом (пемза, обсидианы, пехштейн, базальты и др.), образовавшиеся из земной горной породы в результате удара космического тела — метеоритным (молдавит); особый класс стеклообразных минералов представляют фульгуриты (кластофульгуриты), которые образуются из силикатных отложений (SIO2 — песка, кварца, кремнезёма — то есть тривиальных, наиболее распространённых сырьевых компонентов в рядовом стеклоделии), в результате удара мощного разряда молнии, встречаются преимущественно — на вершинах скалистых гор в районах с повышенной грозовой активностью, имеют место и полупрозрачные образцы кластофульгуритов.

    Основным поводом к созданию синтетического заменителя — органического стекла, стало отсутствие в пору его разработки (1930-е годы) материалов, пригодных для использования в авиации. Стеклом этот полимер — соответственно, принадлежащий к классу органических веществ, именуется только по внешнему сходству: прозрачное, иногда цветное вещество

    Cырье для производства стекла и фарфора

    Cырье для производства стекла и фарфора

        Селен порошок, марки СТ-1
        Кобальт окись
        Никель окись
        Хром окись (зеленая)

    Стекло, твёрдый аморфный материал, полученный в процессе переохлаждения расплава. Для стекла характерна обратимость перехода из жидкого состояния в метастабильное, неустойчивое стеклообразное состояние. При определённых температурных условиях кристаллизуется. Стекло не плавится при нагревании подобно кристаллическим телам, а размягчается, последовательно переходя из твёрдого состояния в пластическое, а затем в жидкое. По агрегатному состоянию стекло занимает промежуточное положение между жидким и кристаллическим веществами. Упругие свойства делают стекло сходным с твёрдыми кристаллическими телами, а отсутствие кристаллографической симметрии (и связанная с этим изотропность) приближает к жидким. Склонность к образованию стекла характерна для многих веществ (селен, сера, силикаты, бораты и др.). Стеклом называют также отдельные группы изделий из стекла, например строительное стекло, тарное стекло, химико-лабораторное стекло и др.

    Изделия из стекла могут быть прозрачными или непрозрачными, бесцветными или окрашенными, люминесцировать под воздействием, например, ультрафиолетового и g-излучения, пропускать или поглощать ультрафиолетовые лучи и т.д. Наибольшее распространение получило неорганическое стекло, характеризующееся высокими механическими тепловыми, химическими и др. свойствами. Основная масса неорганического стекла выпускается для строительства (главным образом листовое) и для изготовления тары. Эти виды продукции получают преимущественно из стекла на основе двуокиси кремния (силикатное стекло); применение находят также и др. кислородные (оксидные) стекла, в состав которых входят окислы фосфора, алюминия, бора и т.д. К бескислородным неорганическим стеклам относятся стекла на основе халькогенидов мышьяка (As2S3), сурьмы (Sb2Se3) и т.д., галогенидов бериллия (BeFz) и т.д.

    По назначению различают:

    строительное стекло (оконное, узорчатое, стеклянные блоки и т.д.),
    тарное стекло,
    стекло техническое (кварцевое стекло, светотехническое стекло, стеклянное волокно и т.д.),
    сортовое стекло и т.д.

    Вырабатываются стекла, защищающие от ионизирующих излучений, стекла индикаторов проникающей радиации, фотохромные стекла с переменным светопропусканием, стекло, применяемое в качестве лазерных материалов, увиолевое стекло, пеностекло, растворимое стекло и др. Растворимое стекло, содержащее около 75% 3102, 24% Na2O и др. компоненты, образует с водой клейкую жидкость (жидкое стекло); используется как уплотняющее средство, например, для изготовления силикатных красок, конторского клея, в качестве диспергаторов и моющих средств, для пропитки тканей, бумаги и пр. Химический состав некоторых видов стекла приведён в таблице.

    Физико-химические свойства стекла.

    Свойства стекла зависят от сочетания входящих в их состав компонентов.
    Наиболее характерное свойство стекла — прозрачность (светопрозрачность оконного стекла 83—90%, а оптического стекла — до 99,95%).
    Стекло типично хрупкое тело, весьма чувствительное к механическим воздействиям, особенно ударным, однако сопротивление сжатию у стекла такое же, как у чугуна. Для повышения прочности стекло подвергают упрочнению (закалка, ионный обмен, при котором на поверхности стекла происходит замена ионов, например натрия, на ионы лития или калия, химическая и термохимическая обработка и др.), что ослабляет действие поверхностных микротрещин (трещины Гриффитса), возникающих на поверхности стекла в результате воздействия окружающей среды (температура, влажность и пр.) и являющихся концентраторами напряжений, и позволяет повысить прочность стекла в 4—50 раз. Обычно для устранения влияния микротрещин применяют стравливание или сжатие поверхностного слоя. При стравливании дефектный слой растворяется плавиковой кислотой, а на обнажившийся бездефектный слой наносится защитная плёнка, например из полимеров.

    При закалке поверхностный слой сжимается, что препятствует раскрытию трещин.
    Плотность стекла 2200—8000 кг/м3, твёрдость по минералогической шкале 4,5—7,5, микротвёрдость 4—10 Гн/м2, модуль упругости 50—85 Гн/м2.
    Предел прочности стекла при сжатии равен 0,5—2 Гн/м2, при изгибе 30—90 Гн/м2, при ударном изгибе 1,5—2 Гн/м2.
    Теплоёмкость стекла 0,3—1 кДж/кг - К, термостойкость 80°— 1000 °С, температурный коэффициент расширения (0,56—12) 109 1/К.
    Коэффициент теплопроводности стекла мало зависит от его химического состава и равен 0,7—1,3 Вт/(м. К).
    Коэффициент преломления 1,4—2,2, электрическая проводимость 10-8—10-18 Ом -1. см1, диэлектрическая проницаемость 3,8—16.

    Технология стекла.

    Производство стекла состоит из следующих процессов: подготовки сырьевых компонентов, получения шихты, варки стекла, охлаждения стекломассы, формования изделий, их отжига и обработки (термической, химической, механической). К главным компонентам относят стеклообразующие вещества (природные, например SiO2, и искусственные, например Na2CO3), содержащие основные (щелочные и щёлочноземельные) и кислотные окислы. Главный компонент большинства промышленных стекол — кремнезём (кремния двуокись), содержание которого в стекле составляет от 40 до 80% (по массе), а в кварцевых и кварцоидных от 96 до 100%. В стекловарении обычно в качестве источника кремнезёма используют кварцевые стекольные пески, которые в случае необходимости обогащают.

    Сырьём, содержащим борный ангидрид, являются борная кислота, бура и др. Глинозём вводится с полевыми шпатами, нефелином и т.д.; щелочные окислы — с кальцинированной содой и поташом; щёлочноземельные окислы — с мелом, доломитом и т.п. Вспомогательные компоненты — соединения, придающие то или иное свойство, например окраску, ускоряющие процесс варки и т.д. Например, соединения марганца, кобальта, хрома, никеля используются как красители, церия, неодима, празеодима, мышьяка, сурьмы — как обесцвечиватели и окислители, фтора, фосфора, олова, циркония — как глушители (вещества, вызывающие интенсивное светорассеяние); в качестве осветлителей применяют хлорид натрия, сульфат и нитрат аммония и др. Все компоненты перед варкой просеиваются, сушатся, при необходимости измельчаются, смешиваются до полностью однородной порошкообразной шихты, которая подаётся в стекловаренную печь. Процесс стекловарения условно разделяют на несколько стадий: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизацию и охлаждение («студку»).

    При нагревании шихты вначале испаряется гигроскопическая и химически связанная вода. На стадии силикатообразования происходит термическое разложение компонентов, реакции в твёрдой и жидкой фазе с образованием силикатов, которые вначале представляют собой спекшийся конгломерат, включающий и не вступившие в реакцию компоненты. По мере повышения температуры отдельные силикаты плавятся и, растворяясь, друг в друге, образуют непрозрачный расплав, содержащий значительное количество газов и частицы компонентов шихты. Стадия силикатообразования завершается при 1100—1200 °С. На стадии стеклообразования растворяются остатки шихты, и удаляется пена — расплав становится прозрачным; стадия совмещается с конечным этапом силикатообразования и протекает при температуре 1150—1200 °С. Собственно стеклообразованием называют процесс растворения остаточных зёрен кварца в силикатном расплаве, в результате чего образуется относительно однородная стекломасса. В обычных силикатных стеклах содержится около 25% кремнезёма, химически не связанного в силикаты (только такое стекло оказывается пригодным по своей химической стойкости для практического использования).

    Стеклообразование протекает значительно медленнее, чем силикатообразование, оно составляет около 90% от времени, затраченного на провар шихты и около 30% от общей длительности стекловарения. Обычная стекольная шихта содержит около 18% химически связанных газов (СО2, SO2, O2 и др.). В процессе провара шихты эти газы в основном удаляются, однако часть их остаётся в стекломассе, образуя крупные и мелкие пузыри. На стадии осветления при длительной выдержке при температуре 1500—1600 °С уменьшается степень перенасыщения стекломассы газами, в результате чего пузырьки больших размеров поднимаются на поверхность стекломассы, а малые растворяются в ней. Для ускорения осветления в шихту вводят осветлители, снижающие поверхностное натяжение стекломассы; стекломасса перемешивается специальными огнеупорными мешалками или через неё пропускают сжатый воздух или др. газ. Одновременно с осветлением идёт гомогенизация — усреднение стекломассы по составу.

    Неоднородность стекломассы обычно образуется в результате плохого перемешивания компонентов шихты, высокой вязкости расплава, замедленности диффузионных процессов. Гомогенизации способствуют выделяющиеся из стекломассы газовые пузыри, которые перемешивают неоднородные микроучастки и облегчают взаимную диффузию, выравнивая концентрацию расплава. Наиболее интенсивно гомогенизация осуществляется при механическом перемешивании (наибольшее распространение эта операция получила в производстве оптического стекла).

    Последняя стадия стекловарения — охлаждение стекломассы («студка») до вязкости, необходимой для формования, что соответствует температуре 700—1000 °С. Главное требование при «студке» — непрерывное медленное снижение температуры без изменения состава и давления газовой среды; при нарушении установившегося равновесия газов образуется т. н. вторичная мошка (мелкие пузыри). Процесс получения некоторых стекол отличается специфическими особенностями. Например, плавка оптического кварцевого стекла в электрических стекловаренных печах ведётся сначала в вакууме, а в конце плавки — в атмосфере инертных газов под давлением.

    Производство каждого типа стекла определяется технологической нормалью. Формование изделий из стекломассы осуществляется механическим способом (прокаткой, прессованием, прессовыдуванием, выдуванием и т.д.) на стеклоформующих машинах. После формования изделия подвергают термической обработке (отжигу). В результате отжига (выдержки изделий при температуре, близкой к температуре размягчения стекла) и последующего медленного охлаждения происходит релаксация напряжений, появляющихся в стекле при быстром охлаждении.

    В результате т. н. закалки в стекле возникают остаточные напряжения, обеспечивающие его повышенную механическую прочность, термостойкость и специфический (безопасный) характер разрушения в сравнении с обычным стеклом (закалённые стекла применяют для остекления автомобилей, вагонов и т.п. целей).

    Похожие товары

    Изображение
    Основные виды производства в строительстве, а именно бетон из пены цемента. Основные производственные фонды
    Одним из них - очень эффективным во всех отношениях и хорошо пригодным для любых видов малоэтажного домостроения является пенобетон. Пенобетон превосходит традиционные силикатный кирпич и керамический камень по многим параметрам, поэтому в этой статье мы рассмотрим этот относительно новый для российского рынка материал более подробно. Начнем с азов.
    Отзывы :0шт.
    Виды процессов производства и эффекты воздействия. Внутренний аудит процесса производства
    Процессы производства (виды процессов производства) и потребления некоторых видов товаров и услуг сопровождаются полезными или вредными эффектами, которые испытывают на себе лица, непосредственно не участвующие в этих процессах. Такие эффекты называются внешними затратами (отрицательными внешними эффектами)
    Процессы производства (виды процессов производства) и потребления некоторых видов...
    Отзывы :0шт.
    Виды производства стали. Специальные виды электрометаллургии.
    Конвертерный способ получения стали заключается в том, что через расплавленный чугун, находящийся в конвертере, продувается воздух, обогащенный кислородом.
    Отзывы :0шт.
    Издержки производства: сущность, виды, структура. Издержки производства на предприятии
    Издержки производства сущность виды структура. Каждое предприятие, прежде, чем начать производство продукции, оп-ределяет, какую прибыль, какой доход оно может получить. Прибыль предприятия зависит от двух показателей: цены продукции и затрат на ее производство. Цена продукции на рынке есть следствие взаимо-действия спроса и предложения. Под воздействием законов рыночного цено-образования в...
    Отзывы :0шт.
    Основная характеристика некоторых видов производства.
    Виды производства — это категорийность производства продукта или услуги по видам организации структуры производственных факторов в отношении технологической структуры производства или структуры добавочной стоимости. Основная характеристика видов производства такова:
    Отзывы :0шт.